[发明专利]一种含过渡金属二硫化物Ziegler-Natta催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种含过渡金属二硫化物Ziegler‑Natta催化剂的制备方法，属于催化剂制备技术领域。该方法包括以下步骤：1)将二氯化镁溶于醇中形成二氯化镁醇合物；2)将过渡金属二硫化物均匀分散于二氯化镁醇合物中；3)将四氯化钛滴加到含过渡金属二硫化物的二氯化镁醇合物中；4)除去过量四氯化钛，清洗后即得。本发明所制备的催化剂可用于原位聚合法制备聚烯烃/过渡金属二硫化物纳米复合材料，所获得的聚烯烃纳米复合材料中过渡金属二硫化物分散均匀，没有团聚现象发生。过渡金属二硫化物的引入不仅提高的催化剂的催化活性，还提升了聚烯烃产品的力学性能及热稳定性。本发明简单易行，成本低、效率高，易大规模实施。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种制备含过渡金属二硫化物Ziegler-Natta催化剂的技术。

背景技术

具有类石墨烯二维结构的过渡金属二硫化物因其优异的光学、电学、电化学等方面的性质而引起人们的广泛关注。过渡金属二硫化物的基本化学式为 MX2，其中M为过渡金属元素，X为硫族元素，其中以二硫化钼(MoS2)和二硫化钨(WS2)为典型代表。以MoS2为例，宏观上MoS2具有层状结构，过渡金属Mo层镶嵌在两个S原子层中间，层内通过化学键相连接，层与层之间以弱的范德华力相结合，层间距为由于过渡金属硫化物材料层间是较弱的范德华力，这使得过渡金属二硫化物层间很容易被各类化合物所插层、剥离。实验证明剥离后的MoS2纳米片具有优异的力学性能，其Young’s Modulus可达 0.33TPa，将近世界上最坚硬的材料-石墨烯的一半，远高于化学法还原的石墨烯(0.25TPa)，因此过渡金属二硫化物在聚合物高性能化领域具有广阔的工业应用前景。

众所周知，聚烯烃是世界上产量最大、应用最广的化学惰性的非极性聚合物，将无机的过渡金属二硫化物纳米粒子以纳米尺度均匀、稳定地分散于聚烯烃基体是一个巨大的挑战。纵观聚烯烃/无机纳米粒子复合材料的制备技术，原位聚合法是目前制备聚烯烃/无机纳米粒子复合材料的最有效方法，其中含无机纳米粒子的催化剂制备是该技术的核心。因此，开发一种简单高效的制备含过渡金属二硫化物催化剂具有重要的意义，特别是聚烯烃工业化生产常用的 Ziegler-Natta催化剂。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是开发一种方法简单易行，对设备无特殊要求，成本低、效率高，污染小，易大规模实施的制备含过渡金属二硫化物Ziegler-Natta催化剂的方法，以期通过该技术所制备的催化剂可用于原位聚合法制备聚烯烃/过渡金属二硫化物纳米复合材料。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明一种含过渡金属二硫化物Ziegler-Natta催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将二氯化镁在110～160℃下溶于醇中形成二氯化镁醇合物；所述二氯化镁与醇的重量比为1：2.5～10；

(2)将过渡金属二硫化物均匀分散于步骤(1)的二氯化镁醇合物中；所述过渡金属二硫化物与二氯化镁的重量比为0.1～5：1；

(3)将四氯化钛滴加到步骤(2)含过渡金属二硫化物的二氯化镁醇合物中；所述四氯化钛与步骤(1)的醇摩尔比大于1；

(4)除去过量四氯化钛，清洗后即得。

进一步的，所述步骤(1)的醇选自乙醇、丙醇、丁醇、己醇以及辛醇中的一种或两种。